能源转型背景下电氢耦合项目的经济性研究现状与趋势.pdf
《能源转型背景下电氢耦合项目的经济性研究现状与趋势.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《能源转型背景下电氢耦合项目的经济性研究现状与趋势.pdf(10页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第23卷第1期2023年3月Vo l.23,No.1Mar.,2023南京工程学院学报(社会科学版)Journal of Nanjing Institute of Technology Social Science Edition)do t:10.13960/j.issn.2096-238X.2023.01.012 投稿网址:h ttp:/x b.n jii.edu.c n能源转型背景下电氢耦合项目的 经济性研究现状与趋势朱振涛,丁 雯,杨 梦,董秋妍,王家亮,张家玮(南京工程学院经济与管理学院,江苏南京,211167)摘要:氢能作为一种清洁高效的二次能源,以其资源丰富、对环境无L染等优势被视
2、为实现能源转型的重要推力。以2016-2022年W0S数据库中收录的电氢耦合项目经济性研究论文为统计源,借助COOC和VOSv iew er软件分 析电氢耦合项目经济性研究领域的研究现状与趋势发现:研究热点主要集中在可再生能源制氢、氢储能、氢能应 用系统的平准化成本分析、系统成本最优方案及考虑绿证的项目经济性等方面。电氢项目经济性研究未来的发 展趋势为:(1)储能/加氢一体站在交通领域应用的经济性研究;(2)探索开展可再生能源制氢在合成氨、甲醇、煤 制油气以及冶金等行业应用的经济性研究;(3)不同碳减排激励机制对电氢耦合项目经济性的影响研究。关键词:能源转型;电氢耦合;可再生能源制氢;经济性;
3、文献计量学中图分类号:F 416.22;TM6119世纪70年代,由于石油短缺、油价暴涨以及 环境污染等问题出现,使得氢能开始受到美欧等国 家的关注,多个国家基于巴黎协定相继发布全球 氢能战略1)2019年两会期间,中国首次将氢能 源写进政府工作报告,随着氢燃料电池汽车应用 政策的颁布以及国家关于“双碳”目标的制定,为氢 能源产业的发展注入了新的动力;2021年,多省相 继出台“十四五”氢能产业的发展规划与扶持政策,从产业规模、企业数量、储氢站、氢燃料电池、绿色 制氢技术等多个方面明确了该阶段的目标。2022 年,习近平总书记在党的二十大报告中提出,要加 快实施绿色转型战略,持续发展绿色低碳产
4、业;要 依托我国的能源禀赋,遵循“先立后破”的原则,有 计划、分步骤地实施碳减排措施,大力发展清洁能 源,推进建设新能源体系并在全球气候变化的治理 中发挥积极作用2)氢能作为一种清洁无污染、来 源广泛、灵活高效的二次能源,以其资源丰富、对环 境无污染等优势被视为未来实现能源转型的重要 推力,被称作“21世纪最具备发展潜力的清洁能 源”。氢能相较于煤炭、石油、天然气等其他传统 化石能源最大的优势在于新型零碳。氢能之所以 可以做到新型零碳,主要得益于P2X技术,其基本 原理是将风电、光伏、核电等可再生能源产生的电 通过电解水制氢设备产出氢气,将制出的氢气转化 为多种形式的电制燃料和存储能源X),如
5、电制 氨、电制甲烷、电制甲醇和电制费托产品等,并应用 于多个场景中。根据能源利用方式的不同,目前可再生能源制 氢的方式可划分为:可再生能源的发电制氢与生物 质制氢5)可再生能源制氢可以有效提高可再生 能源消纳水平,也是中国未来氢能发展的方向。中 国在可再生能源方面的发展居于全球领先地位,风 电和光伏装机容量位列世界第一。随着目前中国 可再生能源的快速发展,能源消纳问题将进一步显 现出来,利用氢储能特性,可实现电能跨季节、长周 期、大规模存储,氢储能具有储能时间长、储存容量 大、清洁无污染等特点,具有技术性方面的优势。然而,中国氢能的开发、研究仍处于起步阶段,耗电 量高且性价比低。就氢燃料电池而
6、言,它的问题主 要在于需要在高压或者低温下储存运输,安全性及 收稿日期收稿日期:2022-10-19;修回日期修回日期:2022-12-03基金项目基金项目:国家自然基金项目(72171102);江苏省配电网智能技术与装备协同创新中心开放基金项目(XTCX202212);大学生科技创新基金项 目(TB202208010)作者简介作者简介:朱振涛,博士,副教授,研究方向为管理科学与工程)E-mail:zztn it 163.c o m引文格式引文格式:朱振涛,丁雯,杨梦,董秋妍,王家亮,张家玮能源转型背景下电氢耦合项目的经济性研究现状与趋势*J.南京工程学院学报(社会 科学版),2023,23(
7、1):67-76.68南京工程学院学报(社会科学版)2023年3月稳定性较差;另外,还受制于成本问题,研究慢、投 资大、成本高、市场小,是新能源的通病*)目前,国内外关于电氢耦合方面的研究正在探 索如何实现光伏和风电的大规模制氢,并积极投建 了一系列的项目基地,但国内对于氢的市场需求还 没有达到一定规模。可再生能源制氢在成本上与 化石能源制氢仍然存在差距,因此探讨如何降低可 再生能源制氢成本对未来五年的发展具有深远的 意义。另一方面,文献计量学方法作为一种新兴 的文献研究方法,已经被成功地应用于管理学、图 书情报等多个领域,但在电氢耦合经济性研究领 域方面,采用这种方法的文献尚不多见,因此应用
8、 文献计量学方法探究电氢耦合项目经济性研究的 热点和发展状况十分必要。、研究设计(研究对象研究对象本文以Web o f Sc ien c e数据库收录的文章为统 计源。因为国外目前对电氢耦合项目在经济性方 面的应用研究并不多,所以在检索时进行的是主题 检索,在专业检索中以#(TS二(Ren ew abl e en er gy OR El ec tr o h ydr o o en OR Ph o to v o l taie OR Win d OR So-l ag OR Hydr o po w eo OR Hydo yen en er gy sto o ge OR El ec tr ic h yd
9、o o gen en er gy system)OR AK 二(Ren ew-abeeen eo eyOR Eeec o o o h ydo o een OR Ph o o o o o eo aec OR Wen d OR So eao OR Hydo o po w eo OR Hydo o een en eo ey sto r age OR El ec tr ic h ydo gen en er gy system)OR TI 二(Ren ew abte en er gy OR El ec tr o h ydr o o en OR Ph o to v o t-taic OR Win d OR
10、 So l ao OR Hydr o po w eo OR Hydo yen en eeysr o aeeOREeetr c th ydBo een en eeysysr em)AND(AK 二(Hydo o gen)OR TI 二(Hydo o gen)OR TS 二(Hydo yen)AND(TS 二(Co st OR Ec o n o m OR Pr o fitabil ity OR In v estmen r)OR AK 二(Co st OR Ec o n o m OR Po fiebil ity OR In v estmen r)OR TI 二(Co st OR Ec o n o m
11、 OR Pr o fitabil ity OR In v estmen t)$为检索词,因2016年之前数据库中鲜有该类文章,故 检索的日期范围设为2016年1月1日一2022年4月 1日。按照以下标准进行文献数据筛选和清洗,纳入 研究样本:(1)仅保留期刊文献;(2)年份、文章关键 词、作者、机构、文献的摘要这些文献基本要素不能 缺失;(3)同义词批量合并,删除无意义词。在对数 据清洗去重后,通过对检索到文献的标题和摘要进 行关键词筛选,将标题和摘要中不含电氢、经济、成 本等关键词的文献排除,留下与本文研究主题相关 性较高的文章,最终共纳入409篇有效文献作为研究 对象。(二二)研究方法与工
12、具研究方法与工具本文采用文献计量学的方法,借助COOC*9+和 VOSv iew eo软件对文献数据进行统计分析,COOC 软件功能应用广泛,兼具关系(共线矩阵)构建、知 识图谱、多维关系构建、双聚类、文本分词、研究热 点追踪和通用软件的功能*10+;VOSv iew er软件有知 识图谱和引文分析的功能,经过对数据进行聚类运 算,可以绘制要素之间的合作网络关系图谱,恰好 弥补了 COOC软件无法进行引文分析的功能 缺陷*11+)二、文献数据统计与分析()发文量分析发文量分析将数据进行清洗整理后,本文提取“年份”关键 字段并对各个年份进行频次统计,绘制出电氢耦合 项目经济性方面相关文献的发文量
13、趋势图,如图1 所示,2016-2018年期刊发文量较为稳定(在37 40篇之间小幅波动),此后呈现持续增长的态势。这说明学者越来越关注电氢耦合经济性方面的 研究。450400350邂300就250权200浪15010050 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022年份图1 2016-2022年WOS英文期刊年度发文量及累计发文量(二二)研究作者及机构分析研究作者及机构分析2016-2022年,在WOS样本数据集中共有 1 326人次在论文上署名,平均每篇论文有共同作 者3.24人。其中有19篇是唯一作者,约占样本期 刊总数的4.65%;390篇为两人及以上作者完成
14、,约占样本期刊总数的95.35%,说明电氢耦合经济 性方面的研究多以团队合作的方式进行。表1主要列出了 2016-2022年关于电氢耦合 项目经济性方面文献发文量占据前10的学者,其 中发文量最高的是加拿大的Din c er(19篇),其次为 泰国的Mo smfaipo u o、伊朗的Rezaei等,其中Mo sta-faeipo u o与Rezaei合作发表过多篇论文,在高分子 第23卷第1期朱振涛,等:能源转型背景下电氢耦合项目的经济性研究现状与趋势69材料、生物领域、可再生能源领域都颇有建树*12+,Din c er的研究主要在能源燃料方面,在国际氢能杂 志上发表期刊文章12篇*13+)
15、图2借助VOSv iew r r 软件绘制出WOS样本数据中高产作者的合作网络 图,从图中可以看出Mo stafaeipo u r(泰国)、Rezar i(伊朗)、Ah madi(伊朗)、Aimu tair ik(伊朗)之间的 关系密切,多以团队的形式进行合作发表文章。文献发文量居于前10位的研究机构中有3家 来自伊朗,其他分别来自加拿大、意大利、印度、中 国等。由于伊朗的化石能源较丰富,传统化石能源 用于发电将会造成大量二氧化碳的排放,迫切需要 发展清洁能源来实现低碳目标,因此在能源燃料方 面的研究较多*&从英文发文量来看,加拿大的安大略理工大学发表电氢经济性方面的文献数量最 多,达20篇,
16、其次为伊朗的亚兹德大学、伊斯兰阿 扎德大学、德黑兰大学,分别居于二、三、四位。中 国的华北电力大学以/篇的文献发文量居于第八。图3是通过VOSv iew er软件绘制的WOS样本文献 的国家合作网络图,经过算法聚类,图中的每种颜 色代表研究的每种聚类集群,颜色相同表示主体间 的联系更密切,节点的大小代表发表文献的数量,线条的粗细代表合作程度*15 从图3可以看出,发文量前3的国家分别为中国、意大利、德国,其中 中国发文数量最多,高达77篇。此外,中国与伊 朗、美国、德国、英国、韩国等多个国家在电氢耦合 经济性方面都有着密切合作。表表1 WOS样本数据中高产作者统计表样本数据中高产作者统计表序号
17、作者国籍被引数发文量占比/%1Din c er I加拿大481184.4012Mo stafaeipo u r A泰国332122.9343Rezaei M伊朗13281.9564Ro tin M加拿大27881.9565Jah an gir i M伊朗13661.4676Oztu r k M土耳其7051.2227Ah madi M伊朗15340.9788Aimu tair ik伊朗2940.9789Deh sh ir i S伊朗2940.97810Du ao u r a西班牙8340.978图2 WOS样本数据中高产作者的合作网络图3 WOS样本文献的国家合作网络图(三)文章被章被引频次频
18、次分析析WOS样本数据中,被引用次数最高的10篇文献中综述性文章有6篇,原创性文章有4篇。综述 性文章中被引频次最高的文献是来自阿肯色理工 大学 Ho ssein i(2016)的 Hydrogen production from renewable and sustaioale energd resources:Promising geen energd carrieegoe clean develogmeni,被弓丨频次高 达858次,这篇文献概述了可再生能源的最新制氢 技术,通过对比风电制氢、生物制氢与传统化石燃 料制氢的成本价格,发现生物制氢的成本为 3.8 S/kg,由于其无需高成本
19、的干燥过程,焦油和 焦炭的形成也相对较少,因此最具成本效益*16+;原 创性文章中被引频次最高的文献是Sh an er(2016)的 A comparative technoeconomic analysis of reneeabOe hydrogee production using solar energd,这篇文章分另U 对光电化学PEC)制氢和光伏电解制氢(PV-E)进 行了技术经济性比较分析,研究表明,两者的平准 化成本分别为11.4$/g、12.1 S/kg,光电化学制 氢技术成本更具有竞争力*17+)在这10篇被引用频 次最高的文献中,位居第一位与第三位的文献来自 美国,说明美国
20、研究人员在电氢项目的经济性研究 领域具有强大的影响力;位居第二位、第四位、第五70南京工程学院学报(社会科学版)2023年3月位、第六位的文献分别来自南非、韩国、德国、奥地 利;位居第七位、第八位、第九位、第十位的文献分 别来自美国、伊朗、中国、沙特阿拉伯,说明全球多 个国家都重视氢能源经济性方面的研究,以此响应 全球低碳经济的号召。图4统计了 20162022年前10名高频次被引 用文献的每年被引用量。350300霆250Hydrogen production from renewableHydrogen energyy economy and storage A comparatiye t
21、echnoeconomicToward practical solar hydrogen_ Economics of converting renewableBiogas as a renewable energy fuelBydrogen storage and delivery-Techno-economic optinization Review ofhgdrogen production Techno-economic analysis400图4 2016-2022年高频次被引文献每年的被引用量Ho ssein i 2016)的 Hydrogen production from ren
22、ewable and sustainab:-energy resogrcws:Promising goen energy carrieeggc clean develogmeni 作为被弓用 量最高的文献,在20162022年有较大的波动,引 用量持续增长。2021年被引用量达到最大值,为 247篇。整体来看,文献都呈现出持续增长的态势,且在2021年达到最高被引用量,说明近几年来学 者们越来越注重在电氢经济性领域的研究,研究内 容也更加广泛。其中,位于第二位的是Abe(2019)的论文 Hydrogen energy,economy and storage:Re-viee and recom
23、mendation,在 2021 年的被引用频次 超过位于第一位的论文,高达375篇。这篇文献概 述了氢气作为未来理想的可持续能源载体,最大的 障碍是氢储存,并综述了近年该领域研究人员取得 的关于氢吸附动力学和热力学性质的最具前景的 新成就,最后给出建议*18+。(四四)期刊分析期刊分析20162022年,WOS样本数据中国外共有81 种期刊发表了电氢耦合经济性方面的文献,发文量 前10位的期刊共发表了 282篇,占据文献总数的 68.95%,其中,发文量最高的是InternationaO Jouo-naO of Hydro gee Energy,高达127篇,占据搜集到的 全部文献数量的31
24、.051%,其次分别为Eneroy Coo-version and Management,占 7.090%;Energy,占 5.868%;Energies,占 5.379%o 从前 10 位期刊的 面向领域来看,主要集中在氢能、能源和清洁生产 等领域。具体排名如表2所示。在影响因子方面,发文量前十位的期刊中2021 年影响因子最高的是RenewabOe&SustainabOe Eneo-gy Reviews,为 14.982,其次是 Applied Energy,为 9.746;Energy Cooversion and Management 为 9.709;Journai of Produ
25、ction 为 9.297)影响因子较高的前4位的期刊所涉及的领域分别为氢能源、能 量管理、能源、可再生能源,这在一定程度上说明电 氢耦合项目经济性领域的研究主要集中在可再生 能源和能源管理领域。表表2 WOS样本数样本数据中发文量前量前10位位的期刊刊分布布序号英文期刊名称发文量占比/%影响因子1InternationaO Joumai of Hydoogen Energy12731.0515.8162Energy Cogversiog and Management297.0909.7093Eneogy245.8687.1474Eneggoes225.3793.0045Applied Ene
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 能源 转型 背景 下电氢 耦合 项目 经济 研究 现状 趋势
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。